• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.11 no.3
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• pp.106-111
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• 2001

The freestanding GaN substrates were grown by hydride vapor phase epitaxy (HVPE) on (0001) sapphire substrate and prepared by using laser induced lift-off. After a mechanical polishing on both Ga and N-surfaces of GaN films with 100$\mu\textrm{m}$ thick, their polarities have been investigated by using chemical etching in phosphoric acid solution, 3 dimensional surface profiler and Auger electron spectroscopy (AES). The composition of the GaN film measured by AES indicted that Ga and N terminated surfaces have the different N/Ga peak ratio of 0.74 and 0.97, respectively. Ga-face and N-face of GaN revealed quite different chemical properties: the polar surfaces corresponding to (0001) plane are resistant to a phosphoric acid etching whereas N-polar surfaces corresponding to(0001) are chemically active.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• v.16 no.5
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• pp.591-598
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• 2002

Leakage magnetic flux is occurred in the cracked area of magnetized specimens, and also it changes the magnetic domain area of the magneto-optical film positioned on the specimen. It causes the change of the optical permeability of the magnetic domain on the crack area. So crack images can be obtained easily using this principle. On the other hand, utilizing a laser in this method makes possible to perform a remote sensing by detecting the light intensity contrast between cracked area and normal area. This paper shows the application of non-destructive inspection system taking advantage of magneto-optical method for micro-cracks and presents examples applied to the several types of specimens having fatigue cracks and fabricated cracks using this method. Also the authors prove the possibility of this method as a remote sensing system under the oscillation load considering application to real fields.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.323-324
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• 2011

현재 많은 blue LED소자의 제작 공정과 소자 표면에 texturing하는 과정이 보고되어 있다. 그 중n층이 위로 올라오는 수직형 LED 구조로 인해 표면 texturing 기술은 빛의 발광 효율을 증가 시킬 수 있는 중요한 기술 중 하나가 되었다. 1 이 연구에서, 우리는 InGaN을 바탕으로 한 LED 소자의 표면 roughening을 건식과 습식 공정을 모두 거치는 과정을 통하여 소자의 발광 효율을 높이는 시도를 하였다. 최근 전도성 물질 기판 위에 증착 되어 있는 수직형 LED 소자 2,3,4는 과거의 사파이어 기판 위에 증착 되어 있는 형태의 LED 소자에 비해 우수한 소자 특성을 보인다. 이는 과거 사파이어 기판을 사용함으로써 낮은 열적 특성과 더불어 전기 정도성에 몇 가지 제약을 초래하게 되었기 때문이다. 반면, 전도성 기판은 LED 구조의 back side ohmic contact을 가능하게 하였고, 더 나은 확산 특성을 보여 주었고 작동 전압 또한 감소 하였다. N층이 위에 있는 수직형 LED 소자는 KrF pulsed excimer laser로 인해 실현 되었다. 이 laser 빛이 투명한 사파이어 기판을 통해 얇은 GaN층에 입사되면, 기판과 GaN가 분리된다. 이 레이저 기술은 laser lift-off(LLO)로 성장된 기판으로부터 LED 구조를 분리하는데 성공하게 하였다. 우리는 건식 식각 공정을 이용하여 n 층이 위에 올라와 있는 구조인 수직형 LED 소자에 roughening을 주고 다시 이 표면에 습식 식각 공정을 적용하여 거친 부분의 거칠기를 또 한번 증가시켰다. 그리고 이 거칠어진 표면은 이 공정이 진행 되기 전의 소자에 비해 빛의 발광 효율이 증가 되었다. 이 두 공정을 포함한 식각 공정은 두 가지 장점이 생겼는데, 한가지는 GaN에서 외부로 방출할 수 있는 표면 지역이 증가되었고, 다른 한가지는 가파른 거칠기 특성으로 인해 critical angle을 증가시킨 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.136-136
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• 1999

박막의 탄성특성을 평가하는 방법으로 nano-indentation, Brillouin light scattering measurement, ultrasonic surface wave measurement, bulge test, vibration membrane method 등 여러 가지가 제시되어 왔다. 최근에는 탄성특성을 평가할 수 있는 간단한 방법으로 기판 식각 기법을 이용한 freehang, bridge 방법이 제시되었다. 이중에서 bridge 방법은 간단한 식각 기법을 이용하여 얇은 박막에서도 탄성 특성을 평가할 수 있는 방법으로 제시되었다. 그러나 식각 과정에서 발생하는 patch 부분의 under-cut으로 인해 정확한 bridge의 길이를 측정할 수 없게 되어 오차가 발생하고 있다. 본 연구에서는 bridge 방법에서 발생하는 오차를 줄이기 위한 방법으로, patch 부분에 etch-stop을 제작해 줌으로서 식각 과정에서 발생하는 under-cut을 효과적으로 제거시켰다. Etch-stop은 2장의 mask를 align key를 이용하여 제작하였다. 먼저 산화막이 형성되어 있는 Si 기판위에 mask 1을 이용하여 patch 부분을 lithography 작업하고, 습식 식각 공정을 한 뒤 DLC 필름을 증착시킨다. 다음으로 mask 2를 이용하여 bridge pattern을 제작하고, DLC 필름을 증착시킨 후 lift-off 기술과 산화막 등방식각 공정을 통해 bridge를 제작하였다. 이렇게 제작된 bridge를 통해 필름이 기판에 부착되기 위해 필요한 변형률을 측정하고, 독립적으로 측정된 필름의 잔류응력과 함께 박막의 응력-변형률 관계식에 적용시켜 biaxial elastic modulus, E/(1-v)를 구할 수 있었다. Sidl 첨가된 DLC 필름은 rf-PACVD 장비를 이용하여 증착하였다. 이때 전극과 플라즈마 사이의 바이어스 음전압은 -400V로 합성압력은 10mTorr로 고정하였다. 사용한 반응가스는 벤젠(C6H6)과 희석된 실렌(SiH4:2H=10:90)이며, 희석된 실렌의 첨가량을 조절하여 필름 내에 함유된 Si의 양을 조절하였다. 각각의 조건에서 증착시간을 조절하여 필름의 두께를 조절하였다. 필름의 잔류응력은 압축잔류 응력에 의해 발생한 필름/기판 복합체의 곡률을 laser 반사법을 이용하여 측정하고, 이 결과를 Brenner 등에 의해 유도된 식을 대입하여 계산하였다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.30 no.7
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• pp.427-431
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• 2017

In this paper, we discuss ${\beta}-Ga_2O_3$ thin films that have been grown on freestanding GaN (FS-GaN) using furnace oxidation. A GaN template was grown by horizontalhydride vapor phase epitaxy (HVPE), and FS-GaN was fabricated using the laser lift off (LLO) system. To obtain ${\beta}-Ga_2O_3$ thin film, FS-GaN was oxidized at $900{\sim}1,100^{\circ}C$. Surface and cross-section of prepared ${\beta}-Ga_2O_3$ thin films were observed by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The single crystal FS-GaNs were changed to poly-crystal ${\beta}-Ga_2O_3$. The oxidized ${\beta}-Ga_2O_3$ thin film at $1,100^{\circ}C$ was peel off from FS-GaN. Next, oxidation of FS-GaNwas investigated for 0.5~12 hours with variation of the oxidation time. The thicknesses of ${\beta}-Ga_2O_3$ thin films were measured from 100 nm to 1,200 nm. Moreover, the 2-theta XRD result indicated that (-201), (-402), and (-603) peaks were confirmed. The intensity of peaks was increased with increased oxidation time. The ${\beta}-Ga_2O_3$ thin film was generated to oxidize FS-GaN.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.157-157
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• 2010

Vertical-structure light-emitting diodes (V-LEDs) by laser lift-off (LLO) have been exploited for high-efficiency GaN-based LEDs of solid-state lightings. In V-LEDs, emitted light from active regions is reflected-up from reflective ohmic contacts on p-GaN. Therefore, silver (Ag) is very suitable for reflective contacts due to its high reflectance (>95%) and surface plasmon coupling to visible light emissions. In addition, low contact resistivity has been obtained from Ag-based ohmic contacts annealed in oxygen ambient. However, annealing in oxygen ambient causes Ag to be oxidized and/or agglomerated, leading to degradation in both electrical and optical properties. Therefore, preventing Ag from oxidation and/or agglomeration is a key aspect for high-performance V-LEDs. In this work, we demonstrate the enhanced thermal stability of Ag-based Ohmic contact to p-GaN by reducing the thermal compressive stress. The thermal compressive stress due to the large difference in CTE between GaN ($5.6{\times}10^{-6}/^{\circ}C$) and Ag ($18.9{\times}10^{-6}/^{\circ}C$) accelerate the diffusion of Ag atoms, leading to Ag agglomeration. Therefore, by increasing the additional residual tensile stress in Ag film, the thermal compressive stress could be reduced, resulting in the enhancement of Ag agglomeration resistance. We employ the thin Ni layer in Ag film to form Ni/Ag mutli-layer structure, because the lattice constant of NiO ($4.176\;{\AA}$ is larger than that of Ag ($4.086\;{\AA}$). High-resolution symmetric and asymmetric X-ray diffraction was used to measure the in-plane strain of Ag films. Due to the expansion of lattice constant by oxidation of Ni into NiO layer, Ag layer in Ni/Ag multi-layer structure was tensilely strained after annealing. Based on experimental results, it could be concluded that the reduction of thermal compressive stress by additional tensile stress in Ag film plays a critical role to enhance the thermal stability of Ag-based Ohmic contact to p-GaN.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.99-99
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• 2008

To grow the large diameter GaN with high structure and optical quality has been obtained by hydride vapor phase epitaxy(HVPE) method. In addition to the nitridation of $Al_2O_3$ substrate, we also developed a "step-growth process" to reduce or to eliminate the bowing of the GaN substrate caused by thermal mismatch during cool down after growth. The as-grown 380um thickness and 75mm diameter GaN layer was separated from the sapphire substrate by laser-induced lift-off process at $600^{\circ}C$. A problem with the free-standing wafer is the typically large bowing of such a wafer, due to the built in the defect concentration near GaN-sapphire interface. A polished G-surface of the GaN substrate were characterized by room temperature Double crystal X-ray diffraction (DCXRD), photoluminescence(PL) measurement, giving rise to the full-width at half maximum(FWHM) of the rocking curve of about 107 arcsec and dislocation density of $6.2\times10^6/cm^2$.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.18 no.2
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• pp.149-154
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• 2007

Bragg reflecting waveguide devices have been fabricated on a flexible polymer substrate utilizing a post lift-off process which could Provide excellent uniformity of grating Patterns on Plastic film. The 510 m Period Bragg grating pattern is made by two methods. In the first sample the grating is fabricated by exposing the laser interference pattern on a photoresist, and then it is inscribed by $O_2$ plasma etching. The grating pattern of the second sample is formed by a PDMS soft mold imprinting process. The selective adhesion property of SU-8 material for Au and Si surfaces is utilized to prepare a 100-mm thick plastic substrate. Single mode waveguide is fabricated on the plastic substrate using polymer materials with refractive indices of 1.540 and 1.430 for the core and the cladding layers, respectively. The Bragg grating on Plastic substrate does not show any degradation in its spectral response compared to the reference sample made on a silicon wafer.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.418-418
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• 2010

최근 친환경 저전력 차세대 조명소자로 발광다이오드가 각광을 받고 있다. 하지만 종래의 수평형 발광다이오드는 사파이어 기판의 열악한 열전도도 및 전기전도도 특성으로 인하여 효율적인 열방출의 저하가 생기게 되고, 양전극과 음전극의 수평배치에 기인한 심각한 전류쏠림현상 등이 수평형 발광다이오드의 고전력 소자로서의 응용에 걸림돌로 작용하고 있다. 근래에 수평형 발광다이오드의 대안 중 하나로 수직형 발광다이오드에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 수직형 발광다이오드에서는, 수평형 발광다이오드에서의 전류쏠림현상을 향상시키기 위해 얀전극과 음전극을 수직으로 배치시킨다. 그리고 열전도도 및 전기전도도 특성이 떨어지는 사파이어를 제거하기 위해 LLO(Laser Lift Off)공정이 사용된다. LLO공정으로 인해 수직형 발광다이오드의 구조는 수평형 발광다이오드와 달리 n-GaN이 위로 배치되는 특성을 가진다. 본 연구에서는, 수직형 발광다이오드의 광추출 효율을 증가시키기 위해 SiO2 나노입자를 이용한 GaN 표면요철 형성기술을 개발, 적용 하였다. SiO2 나노입자를 n-GaN상에 단일층으로 분산시키기 위해 PR(PhotoResist), 나노입자, IPA(Isopropyl Alcohol)이 혼합된 용액을 스핀코팅시켰고 그 결과를 SEM으로 확인할 수 있었다. GaN 식각을 위해 SiO2 나노입자를 마스크로 사용하였고, BCl3가스를 사용한 건식식각을 진행하였다. 그 결과 조밀하고 균일한 크기의 Cylinderical Trapezoid 식각 형상이 n-GaN표면에 형성되었음을 SEM으로 확인할 수 있었다. 우리는 표면요철이 없는 발광다이오드와 SiO2 나노입자를 이용한 표면요철이 형성된 발광다이오드의 특성을 비교하였다. 그 결과 표면요철이 있을 때 광출력이 증가함을 확인할 수 있었다. 거기에 더하여 표면요철의 높이가 300nm~1000nm로 변화함에 따른 소자의 특성변화 또한 관찰할 수 있었다.

• Korean Journal of Metals and Materials
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• v.48 no.5
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• pp.456-461
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• 2010

We investigated the In-based ohmic contacts on Nitrogen-face (N-face) n-type GaN, as well as Ga-face n-type GaN, for InGaN-based vertical Light Emitting Diodes (LEDs). For this purpose, we fabricated Circular Transfer Length Method (CTLM) patterns on the N-face n-GaN that were prepared by using a laser-lift off method, as well as on the Ga-face n-GaN that were prepared by using a dry etching method. Then, In/transparent conducting oxide (TCO) and In/TiW schemes were deposited on the CTLM in order for low resistance ohmic contacts to form. The In/TCO scheme on the Ga-face n-GaN showed high specific contact resistance, while the minimum specific contact resistance was only 3${\times}$10$^{-2}$ $\Omega$-cm$^{2}$ after annealing at 300${^{\circ}C}$, which can be attributed to the high sheet resistance of the TCO layer. In contrast, the In/TiW scheme on the Ga-face n-GaN produced low specific contact resistance of 2.1${\times}$10$^{5}$ $\Omega$-cm$^{2}$ after annealing at 500${^{\circ}C}$ for 1 min. In addition, the In/TiW scheme on the N-face n-GaN also resulted in a low specific contact resistance of 2.2${\times}$10$^{-4}$ $\Omega$-cm$^{2}$ after annealing at 300${^{\circ}C}$. These results suggest that both the Ga-face n-GaN and N-face n-GaN.